STAR-CCM+除霜解析实例教程与设置详解

STAR-CCM 是一款专业的CFD (Computational Fluid Dynamics) 工程模拟软件，特别适用于汽车工业中的除霜除雾问题。本教程提供了一个全面的学习路径，旨在帮助用户从入门到精通STAR-CCM在除霜过程中的应用。 1. **概述**：教程首先介绍了霜和雾的形成条件，即当物体表面温度低于周围空气的露点且低于水蒸气的凝固点时，会形成霜或冰。除霜的关键在于通过CFD模拟预测吹风口的效果、不同结霜情况下的除霜时间以及影响因素。相比实验，CFD模拟成本较低且能获取丰富的信息。 2. **解析模型与步骤**： - **解析模型介绍**：教程详细解释了模型设置，包括乘员舱作为空气域，挡风玻璃作为固体域并可能带有冰层，以及热空气的流入和流出。模型构建注重边界条件和对称性设置。 - **解析方案**：除霜解析通常分为两步：第一步是进行稳态计算，只考虑空气流场，忽略玻璃层以加快收敛；第二步是非稳态计算，在稳定流场的基础上加入玻璃层，开启除霜模型，进行实际的除霜过程模拟。 - **稳态解析设定**：涉及到新建解析、导入预制体网格、几何确认以及空气域物理模型的设置，如设定流体性质、边界条件等。 3. **具体操作指南**： - **新建解析与导入网格**：教程提供了如何在软件中创建一个新的解析项目，并导入预先准备的网格，以便后续分析。 - **几何确认**：确保模型的几何形状准确无误，这对于模拟结果的准确性至关重要。 - **物理模型设置**：这部分强调了对空气域物理特性的设置，如温度、压力等参数的设定，这些直接影响到除霜过程的模拟效果。 通过这个教程，学习者能够掌握STAR-CCM在汽车挡风玻璃除霜问题上的应用技巧，理解如何利用该软件进行稳态和非稳态的模拟，从而优化设计，提高除霜效率。无论是设计工程师还是研究人员，这个教程都是一个宝贵的资源，帮助他们在实际工程问题中运用CFD技术解决实际挑战。